JPH1082204A - 摩擦力制御型制振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 地震および風による大小さまざまのゆれに対
して対応する摩擦力制御型の制振装置を提供する。 【解決手段】 構造物の上層階（２）と下層階（１）と
の間に、摺動ロッド（６）とこれに摩擦係合する摩擦材
とを配設して両階を結合し、アクチュエータによって摩
擦材と摺動ロッドとを押付けてなるもので、又、構造物
のゆれを感知するセンサー（７）を設け、該センサーに
より感知した構造物のゆれをアクチュエータに信号とし
て送り、アクチュエータの押付け力を制御する装置を備
えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地震および風に対
する建物等の構造物の制振装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、建物等の構造物における地震や風
によるゆれ対策としては各種の提案がなされている。そ
の中のいくつかを例示すると、図３は皿ばねによって一
定の摩擦力を発生させて制振する装置の例である。すな
わち、２０は上層階への取付片で、２１は下層階への取
付片であり、それぞれの階に固定する。取付片２１には
外筒２２が枢着されており、一方、取付片２０にはロッ
ド２３が枢着されていて、該ロッド２３は前記外筒２２
内に挿入されている。ロッド２３は外筒２２内の両端で
摺動子２４に囲まれ、摺動子２４の間には皿ばね２５が
介装してある。なお、図中２６は、摺動子２４と皿ばね
２５との間並びに左右の支持部２７，２８との間に介挿
したくさび内筒である。

【０００３】かかる装置は図４に示すように、下層階Ａ
と上層階Ｂとの間に、それぞれの取付部２０，２１によ
って固定する。外筒２２内部にたわんで取付けられた皿
ばね２５の力により、くさび内筒２６を軸方向に押し広
げ、同時にくさび外筒２６’が円周方向に押し広げられ
る。そのくさび外筒２６’により摺動子２４が外筒２２
に押付けられ、ロッド２３と外筒２２の相対運動に対し
摩擦抵抗力を発生し制振作用を発揮する。

【０００４】図５は鉛の塑性変形によって振動に対する
抵抗力を発生させる形式の制振装置である。２９は上層
階への取付片、３０は下層階への取付片であり、図４と
同様に各階に取付けられる。取付片３０には外筒３１が
固定され、取付片２９には中央部に膨大部３２’を有す
るロッド３２が取付けられている。該ロッド３２は上記
外筒３１内に挿入され、軸受３３によって支持されてい
る。軸受３３間の外筒３１とロッド３２との間には鉛３
４が充填されている。軸受３３により拘束されるロッド
３２の膨大部３２’はその外側に詰っている円筒型の鉛
３４を押し広げ、塑性変形させながら軸方向に動く。そ
の時の抵抗力が上層階と下層階の展開変形に対しエネル
ギ吸収を行い制振作用を発揮する。

【０００５】図６は上層階３５と下層階３６の間にてこ
３７を上層階３５より垂下する。その上層階側は支板３
８にピン３９をもって固定され、ピン３９の下部には左
右の支柱４０，４１の上端にピン４２をもって固定され
ている。てこ３７の下端は下層階３６との間にオイルダ
ンパ４３が取付けてある。上層階３５と下層階３６の変
形はピン３９とピン４２との間に生じ、その変形はてこ
３７により、てこの下端において倍増される。てこ３７
の下部と上層階３５との相対変形に対し、下層階３６に
連結したオイルダンパ４３の粘性減衰力により上下層階
間のエネルギ吸収を行う。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術はいず
れも一定摩擦力タイプのものであるから、大地震を想定
して設計すると小地震時には効果はないばかりか、逆に
悪くなる場合もある。小地震に対して設計すると大地震
時には効果が少ない。そこで本発明では構造物の大きな
ゆれから小さなゆれまで幅広く対応し、線形の摩擦力を
発揮してゆれを制御する制振装置を提供するものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、構造物の上層
階と下層階との間に、摺動ロッドとこれに摩擦係合する
摩擦材とを配設して両階を結合し、アクチュエータによ
って摩擦材と摺動ロッドとを押付けてなることを特徴と
する摩擦力制御型制振装置である。アクチュエータは構
造物のゆれを感知するために設けられたセンサーにより
感知したゆれを信号として受取り、その摺動ロッドに対
する押付け力を制御する。アクチュエータとしてはピエ
ゾ素子あるいは超磁歪アクチュエータが適当である。摩
擦材質としては例えばレジンモールドが適している。

【０００８】

【作用】本発明によれば構造物の振動によるずれはセン
サーによって感知し、感知した相対速度より最適な摩擦
力を計算し、それを実現するために必要な押付け力の指
令をアクチュエータに与えて、ゆれの変動に応じて摩擦
力を一定に保ち、大きなゆれから小さなゆれまで幅広い
ゆれに対して対応することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施例を述べる。図１は構造物に取付けられた本発明の摩
擦力制御型制振装置の一例である。図中、１は下層階、
２は上層階で、下層階１につながっている支柱３，４の
上端に可変摩擦装置５が固定されている。可変摩擦装置
５は摺動ロッド６と摩擦係合している。摺動ロッド６は
両端が上層階２につながっている。上層階２と下層階１
との相対変形に対しては可変摩擦装置５の摩擦力が作用
するようになっている。可変摩擦装置５には、相対速度
計７などの振動検出器が付設されており、摺動ロッドと
の相対速度を検出し、その検出した相対速度を制御器８
に送って演算し、適正な押付け力を算出する。算出結果
の押付け力の指令を可変摩擦装置５に与え、その摩擦力
を適正に制御する。

【００１０】図２は可変摩擦装置５の平面図で、９は摺
動ロッド６を取巻く摩擦材で、その材質はレジンモール
ドである。１０はピエゾ素子アクチュエータで、前述の
制御器８により算出されて指示された押付け力を摩擦材
９に付与する。１１は押付ねじで、アクチュエータ１０
が力を発生しない時の初期押付力を調整する。１２はリ
ーフスプリングであり、摩擦力を受けアクチュエータに
せん断力を伝えないようにするものである。

【００１１】

【発明の効果】本発明によれば、構造物の地震や風力に
よるゆれの大きさに応じて摩擦力を変化させることによ
り、小さいゆれに対するゆれの低減と、大きいゆれに対
するゆれの低減を、１つの装置により両立させることが
できるので、幅広い制振作用を発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の説明図である。

【図２】本発明実施例の要部の平面図である。

【図３】従来例の説明図である。

【図４】図３の従来例の使用態様の説明図である。

【図５】他の従来例の説明図である。

【図６】他の従来例の説明図である。

【符号の説明】

１ 下層階 ２ 上層階 ３，４ 支柱 ５ 可変摩擦装置 ６ 摺動ロッド ７ 相対速度計 ８ 制御器 ９ 摩擦材 １０ ピエゾ素子アクチュエータ １１ 押付ねじ １２ リーフスプリング

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 構造物の上層階と下層階との間に、摺動
   ロッドとこれと摩擦係合する摩擦材とを配設して両階を
   結合し、アクチュエータによって摩擦材と摺動ロッドと
   を押付けてなることを特徴とする摩擦力制御型制振装
   置。
2. 【請求項２】 構造物のゆれを感知するセンサーを設
   け、該センサーにより感知した構造物のゆれをアクチュ
   エータに信号として送り、アクチュエータの押付け力を
   制御する装置を備えた請求項１記載の摩擦力制御型制振
   装置。
3. 【請求項３】 アクチュエータとしてはピエゾ素子ある
   いは超磁歪アクチュエータを使用する請求項１又は請求
   項２記載の摩擦力制御型制振装置。
4. 【請求項４】 摩擦材質がレジンモールドである請求項
   １又は請求項２記載の摩擦力制御型制振装置。